Für Oberflächen im Premium-Segment

Hans Timm Fensterbau setzt auf automatisierte Holzfensterbeschichtung. Auch 60 Jahre nach der Gründung hat sich „Hans Timm Fensterbau“ gut auf den weiterhin wachsenden Holz- und Holz-/Alu-Fenstermarkt eingestellt. Mit einer robotergestützten Lackieranlage aus dem Hause Range + Heine und Remmers als neuem Farblieferanten unterstreicht das familiengeführte Berliner Unternehmen seine Innovationskraft.

„Timm war immer anders und ist eine besondere Fenstermarke. Wir leben heute noch den Qualitäts- und Pioniergeist meines Großvaters Hans Timm“, so Bastian Timm, Geschäftsführer in der dritten Generation des Berliner Unternehmens. Es sei unabdingbar, sich an individuelle Anforderungen anzupassen – dabei gehe es nicht in erster Linie um Stückzahlen: „Wir legen seit Jahren bei Villen und architektonisch anspruchsvollen Großprojekten zu. Die neue Lackieranlage ist ein Meilenstein in Europa. Nun sind wir noch flexibler und können unseren Führungsanspruch als Premiumhersteller weiter sichern“, sagt Timm. Zudem könne man so konstant höchste Qualität mit Nachhaltigkeit verbinden – ein klarer Vorteil in den angepeilten Zielgruppen, in denen auch besondere Anforderungen an die Ökobilanz gestellt werden.

Operation am offenen Herzen

Begonnen hatte alles schon im Jahr 2015. Aber: „Damals war die Robotertechnik qualitativ und quantitativ noch nicht so weit.“ Doch nach den Qualitätssprüngen der vergangenen Jahre kam das Thema 2019 im Dialog mit dem Beschichtungsexperten Remmers und dem Maschinenbauer und Anlagenhersteller Range + Heine erneut zur Sprache. Das Ziel: Durch den Einsatz einer sparsamen Flutanlage sowie effizienter Roboter beschichtung sollte deutlich Lackmaterial eingespart und die Fertigung auf einen neuen industriellen Standard gehoben werden. Damit dies gelingen konnte, waren eineinhalb Jahre Vorarbeit und echtes Teamwork gefordert.
Für den Abbau der alten Anlage, den Aufbau und das Anfahren der Prozesse musste die Lackiererei zwei Monate stillgelegt werden – allerdings inklusive der Weihnachtszeit. Es galt, die Fördertechnik, die Flutanlage für die Grundierung, Spritzkabinen mit Lackierrobotern und zwei Halogentrockner zu installieren. Das Einfahren der Anlage und das Orchestrieren der Arbeitsschritte waren mit dem Produktionsstart in der ersten Februarwoche abgeschlossen. „Lackierroboter zu bedienen, setzt Fachwissen voraus,“ sagt Claudia Max Heine, Geschäftsführerin bei Range + Heine. „Das Training in unserem Technikum und  diverse Schulungen u. a. bei etablierten Roboterkunden machten den gelernten Lackierer mit der Anlagentechnik, Programmierung,  Robotersteuerung und der Dosierung von Grundierung und Farben vertraut und vereinfachen die Arbeitsgänge.“ Beim Fensterhersteller Timm ist man froh und stolz zugleich, dass diese „Operation am offenen Herzen“ gelungen ist.

Testergebnisse sprechen für Remmers

Doch ein entscheidender Faktor sind natürlich auch die verwendeten Oberflächenbeschichtungen. „Die Farbhersteller haben wir auf Herz und Nieren geprüft“, berichtet Timm. „Dieses Vorgehen ist und war in der Form einmalig in unserer Branche.“ Anhand vorher  definierter Prioritäten und nach mehrmonatigen unabhängigen Tests am Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) fiel die eindeutige Entscheidung auf Remmers als Farblieferant.  Remmers hat für den hohen Qualitätsstandard im wachsenden Markt für Holzfenster und -türen 56 zertifizierte Produkte im Angebot, darunter die Induline Premium-Coatings. „Für seine neu geplante Produktionslinie initiierte Timm ein umfangreiches LieferantenBenchmarking“, berichtet Martin Stöger, Vertriebs leitung Industrie bei Remmers.  „Am Ende bekamen wir den Zuschlag, Grundierung, Zwischen- und Endbeschichtung für  deckende und lasierende Aufbauten zu liefern.“ Da der Oberflächenspezialist auch schon öfters mit Range + Heine zusammen -
gearbeitet hatte, gab es zudem reichlich  Erfahrung, auf die sich aufbauen ließ. „Bei  einer robotergestützten Fensterlackierung mit gleichmäßigen Schichtdicken ist die gleichbleibende Viskosität Voraussetzung für ein stabiles Fließverhalten“, erklärt Stöger. „Dies sichern wir mit ständigem Monitoring während des Herstellungsprozesses und die Kontrolle der Rohstoffeingänge und -ausgänge.“

Schritte optimal aufeinander abgestimmt

Mit einem beim Start vorhandenen Fassungsvermögen der Fördertechnik von 60 Traversen nimmt die Anlage, je nach Größe der Elemente, bis zu 140 Fensterrahmen unterschiedlicher Größen und Formen auf. 5000 x 2700 mm ist dabei die Maximalgröße eines Elementes, welches als ganzes Stück in der  neuen Anlage beschichtet werden kann. Zwei Roboterkabinen sind ausgelegt für 120 Traversen in acht Stunden. Traversenlängen von 4,50 m ermöglichen es, drei Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten und der Fertigungslinie zuzuführen.
Unterstützt von modernster Computer- und Robotertechnologie mit 3D-Scanner, erhalten die Fenster und Türen Oberflächen höchster Güte, die in mehreren, optimal aufeinander abgestimmten Schritten entstehen. Dazu werden die Elemente zunächst an die Traversen gehängt. Über die Fördertechnik gelangen die Elemente zu den einzelnen Stationen der Anlage. Zunächst erfolgen die Imprägnierung und Grundierung der Fenster im Flutverfahren. Danach tropfen die Elemente für ca. 15 Minuten im befeuchteten Bereich ab. Eine ausgewogene Luftfeuchte von 65 % unterstützt das Abtropfen des Flutlacks, für 50 bis 60 Minuten trocknen Halogentrockner die Fenster von innen nach außen.
Nach einer Vorbeschichtung durch den mit 3D-Erkennung ausgestatteten CMA-Lackier -
roboter erfolgt der erste manuelle Zwischenschliff mit anschließender Endbeschichtung. Die 3D-Teileerkennung in Kombination mit der Robotermodalität löst das in Echtzeit zu wählende Lackier- und Farbprogramm aus. Die Farbwechsel zwischen den vier Pumpen erfolgen vollautomatisch in ca. drei Minuten an den Lackierrobotern, grundsätzlich dauert der Farbwechsel voll automatisch zwei Minuten. So lassen sich individuelle Wünsche bis hin zu Losgröße 1 umsetzen.

Noch sparsamer und noch schneller

Ökologisch und ökonomisch relevant sind die Lackausnutzung in der Flutanlage von 95 % und die Wiederverwertung der aufgefangenen Grundierung. Bei der manuellen Lackierung ist ein Lack- bzw. Farbverlust von 40 bis 50 %, das sogenannte Overspray, keine Seltenheit. Zudem kam bei Timm – ergänzend zur Standard-Roboterinstallation – eine sog. Zerstäubungsoptimierung zum Einsatz. Die zusätz -
liche Anreicherung der Zerstäuberluft mit  einer Airmatic-Ionisationsanlage resultiert in einem weicheren Sprühstahl für die robotergestützte Lackierung und in höherer Lackiergeschwindigkeit. Die Verbindung der Roboterlackierung mit der Airmatic-Zerstäubungs -
optimierung sorgt für messbare Lackeinsparungen bei gesteigerter Oberflächenqualität. Das Innovationstrio hat dazu eine an der Fachschule für Lacktechnik, Münster, entstandene Studie zur Airmatic-Technik genutzt, welche erzielbare Ergebnisse messtechnisch erfasst und konkrete Einsatzmöglichkeiten benennt. Die studentische Arbeit hatte eine Einsparung bei der Druckluft von 25 % und beim Lack von 10 % ergeben, bei einer gleichzeitigen Steigerung der Lackiergeschwindigkeit von 15 %.

Prozessautomation auf höchstem Niveau

Auch bei Range + Heine ist man stolz auf das Ergebnis: „Diese Automationsanlage ist ein echter Meilenstein. Mit ihr gelingt im Holzfensterbau ein hoher reproduzierbarer Produktionskomfort bei allerhöchster Qualität. Die Robotertechnik sorgt zudem für effizientere Lackausnutzung durch einen gleichmäßigeren Schichtaufbau.“ Zudem liefern die Projektergebnisse Anschauungsmaterial auch für kleinere Handwerksbetriebe. Natürlich erfolge die Adaption der Fertigungslinie jeweils auf die kundenspezifischen Anforderungen, wie die Lage vor Ort und die örtlichen Produktionsbedingungen im Prozess der Holzfensterbeschichtung, so der Maschinenbauer. Range + Heine installierte in den zurückliegenden Jahren mehrere Anlagen in Deutschland und dem europäischen Ausland. Mit einem Umsatzanteil von 95 % liegt der Fokus in den letzten Jahren auf der Holzfenster- und Türenherstellung.